朱昭宇(大港油田灘海開發(fā)公司 300280)

一、人工島地面工程面對的技術(shù)難題及總體規(guī)劃思路

人工島集鉆井、采油、原油處理集輸?shù)裙δ苡谝簧?，如何使地面工藝既滿足開發(fā)生產(chǎn)的需要，又要滿足海上各項建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，面對的主要問題有：

1.海上建設(shè)寸土寸金，人工島場地有限，生產(chǎn)設(shè)施的平面布局困難很大。

2.傳統(tǒng)的地面工藝流程長，地面系統(tǒng)復(fù)雜，且系統(tǒng)效率低、能耗高、運(yùn)行成本高。

3.由于島上操作人員少，所以對設(shè)備的自動化要求程度高。

人工島地面工程建設(shè)要總體規(guī)劃，合理布局，優(yōu)化設(shè)計，減少投資風(fēng)險，實現(xiàn)安全、環(huán)保，走高效科學(xué)合理開發(fā)之路。大港油田通過多年研究和實踐積累，目前已經(jīng)形成了較為完善的人工島地面工程工藝技術(shù)。埕海1-1人工島即要考慮人工島的建設(shè)規(guī)模，平面布局，功能設(shè)置及工藝流程，又要考慮將來滾動開發(fā)以及鄰近油田的配套建設(shè)，最大限度地避免重復(fù)建設(shè)。平面規(guī)劃布局：埕海1-1人工島分為鉆井區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、變配電區(qū)、注水區(qū)、加熱區(qū)、生產(chǎn)區(qū)。面對油氣生產(chǎn)區(qū)140m×70m的有效面積內(nèi)，同時滿足開發(fā)生產(chǎn)和海上建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、安全規(guī)范的需要，生產(chǎn)設(shè)施的平面布局困難很大。經(jīng)工程技術(shù)人員的多次論證，確定了立體化的雙層布置的方案，并預(yù)留滾動開發(fā)所需的擴(kuò)展空間。

二、優(yōu)化設(shè)計在人工島地面工程中的應(yīng)用

1.井口配套工藝靈活改進(jìn)

埕海1-1人工島采用了井口槽技術(shù)，減少了鉆采平臺的建設(shè)投入，并且為今后的開發(fā)生產(chǎn)管理和安全管理提供了方便。但是在108m×5m的井口槽內(nèi)布置76口井已經(jīng)非常緊張，而計量匯管、生產(chǎn)匯管均布置在井口槽內(nèi)。正是由于灘海油田的特殊性，井口和單井產(chǎn)液計量設(shè)施較近，最長僅為300mm，因此陸上傳統(tǒng)的生產(chǎn)、計量閥組顯然無法擺放。面對上述困難，通過研究論證，在原油凝固點較低(-26℃～-30℃)，單井產(chǎn)量較高并且井口溫度適合采用常溫集輸流程的情況下，大膽選用自動三通閥調(diào)節(jié)閥組與多相流量計相結(jié)合，配以DCS過程控制系統(tǒng)，每口井僅以單閥便實現(xiàn)了計量、生產(chǎn)的遠(yuǎn)程切換。

2.油氣分離、原油脫水工藝的優(yōu)化設(shè)計

人工島的油氣分離、原油脫水采用的是高效三相分離器，此技術(shù)也已在陸地油田廣為使用。有所不同的是，考慮到盡可能地減少占地面積、簡化生產(chǎn)工藝，通過設(shè)計人員和高效三相分離器生產(chǎn)廠商共同優(yōu)化設(shè)計，充分利用變頻調(diào)速技術(shù)，大膽地簡化掉外輸油泵前的緩沖罐，僅通過高效三相分離器和外輸油泵實現(xiàn)了油氣分離、原油脫水和外輸?shù)哪康模趯嶋H生產(chǎn)運(yùn)行中經(jīng)受住了考驗。

3.污水處理技術(shù)大膽簡化

隨著開發(fā)時間的延長，油田綜合含水上升，采出的水量會大量增加，為使污水處理后的水質(zhì)各項指標(biāo)達(dá)到注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，埕海1-1人工島污水處理系統(tǒng)設(shè)計規(guī)模按9500m3/d，一次設(shè)計分期實施。污水處理工藝中應(yīng)用一體式含油污水處理裝置，單臺處理能力85m3/h。其特點是集斜板除油、核桃殼過濾和改性纖維球過濾于一體，配以自動反沖洗裝置，系統(tǒng)自帶PLC控制柜，具有結(jié)構(gòu)緊湊、性能優(yōu)越、自動化程度高等特點，非常適合于海上油田的開發(fā)建設(shè)。另一項成功技術(shù)措施是大膽地簡化掉注水泵前的喂水泵，通過一體式污水處理機(jī)處理后的污水直接進(jìn)入柱塞泵的進(jìn)口，這也是設(shè)計中的一項創(chuàng)新。

4.設(shè)備撬裝化的應(yīng)用

在項目建設(shè)中，針對主要大型設(shè)備如污水處理裝置、三相分離器、三相計量裝置、等均采用撬裝化采購，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小，現(xiàn)場安裝連接方便、功能獨立性強(qiáng)，并且可實現(xiàn)廠內(nèi)預(yù)制，大大減少了現(xiàn)場工作量，縮短了建設(shè)周期。

5.井口控制盤安全控制技術(shù)的應(yīng)用

該系統(tǒng)的特點是：根據(jù)井口的壓力變化、溫度變化，通過控制盤預(yù)先設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行對比和控制調(diào)節(jié)，再經(jīng)控制管路控制井下及地面的安全閥，從而達(dá)到安全控制的目的。具有技術(shù)先進(jìn)、安全性能高、操作方便、運(yùn)行平穩(wěn)等特點，在海上油田也已廣泛應(yīng)用。

6.控制系統(tǒng)安全先進(jìn)

人工島上操作人員少，因此要求有安全可靠的自動控制系統(tǒng)。出于安全考慮，井場控制系統(tǒng)由兩套基本功能不同、相互獨立的部分組成，即：過程控制系統(tǒng)PCS和安全系統(tǒng)SCS。井場過程控制DCS系統(tǒng)基本功能是提供數(shù)據(jù)采集、過程控制、報警指示、報警記錄、歷史數(shù)據(jù)存儲、生產(chǎn)報表打印，并為生產(chǎn)操作員提供操作界面。通過終端人機(jī)界面顯示工藝過程參數(shù)值以及工藝設(shè)備的運(yùn)行情況，多畫面動態(tài)模擬顯示生產(chǎn)流程及主要設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、工藝變量的歷史趨勢。通過終端人機(jī)界面，操作員能夠修改工藝參數(shù)的設(shè)定點，并控制設(shè)備的啟停。

三、工程實施效果

1.提高了系統(tǒng)工藝適應(yīng)性

油井在線遠(yuǎn)傳計量系統(tǒng)的建設(shè)，撤消了計量分離器和計量閥組，簡化了單井集油工藝流程，優(yōu)化了集油管網(wǎng)結(jié)構(gòu)。水井井口計量、調(diào)節(jié)配水技術(shù)的應(yīng)用，撤消了配水間，簡化了水井工藝流程，縮短了管道輸送距離，降低了管損。高效三相分離器和一體式污水處理機(jī)的應(yīng)用，大大減化了油水處理工藝，同時又撤消了緩沖油罐和喂水泵，使工藝更為簡捷高效。設(shè)備撬裝化的應(yīng)用，不僅縮短了建設(shè)周期并減少了施工難度。

2.社會效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著

通過優(yōu)化設(shè)計、合理布局，減少了生產(chǎn)系統(tǒng)的占地面積，工程用料相應(yīng)減少，并為將來的滾動開發(fā)預(yù)留出拓展空間，經(jīng)濟(jì)效益顯著。先進(jìn)的工藝技術(shù)為生產(chǎn)動態(tài)管理提供了條件，表現(xiàn)在油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化、集中化，便于現(xiàn)場管理人員及時掌握生產(chǎn)動態(tài)；光纖通信建設(shè)可使生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)上傳至管理層、決策層，為上級管理層掌握生產(chǎn)動態(tài)提供了條件，為及時有效地決策提供了保障。